单片机实验指导书.docx

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单片机实验指导书

第四章实验内容

实验一数码转换程序

一．单字节十六进制到BCD码的转换

1．实验目的：

熟悉8051汇编语言的编制、调试。

2．编制说明：

将十六进制数除以一百得百位BCD码，余数除以十得十位BCD码，再得余数为个位BCD码。

3．操作说明：

将原文件在编辑器中进行编辑，编辑后回到主介面，建立工程文件，将原文件插入工程文件中，编译连接生成可执行文件。

若编译连接成功，打开寄存器窗口，在R2中输入八位无符号十六进制数，单步或设断点运行程序，并检查运行结果。

（运行结果在R6、R5中存放）

4．程序清单：

NAMEBCD1

CSEGAT0000H

LJMPBCD1

CSEGAT4100H

BCD1:

MOVA,R2

MOVB,#64H

DIVAB

MOVR6,A

MOVA,#0AH

XCHA,B

DIVAB

SWAPA

ADDA,B

MOVR5,A

NOP

END

5．实验步骤

①编辑源程序、建立工程文件、编译连接生成可执行程序

②在R2中输入八位无符号十六进制整数

③单步执行程序，记录每条指令执行后有关寄存器和PSW中内容

④给R2中输入五组不同参数，改用设断点连续执行程序，自行设计表格记录程序执行后A、B、PSW、R5和R6中内容

二．双字节十六进制到BCD码的转换

1．编制说明：

因为：

（a15a14．．．a1a0）2=（．．．（0*2+a15）*2+a14．．．）+a0

所以，将十六进制数从最高位逐次左移入BCD码寄存器的最低位，并且每次都实现（．．．）*2+ai的运算，共循环十六次，由R7控制。

2．操作说明：

操作说明同上。

入口：

R3、R2（为十六位无符号十六进制整数）。

出口：

R6（万位）、R5（千位、百位）、R4（十位、个位）存放五位BCD码。

3．程序清单

NAMEBCD2

CSEGAT0000H

LJMPBCD2

CSEGAT4100H

BCD2:

CLRA

MOVR4,A

MOVR5,A

MOVR6,A

MOVR7,#10H

LPO:

CLRC

MOVA,R2

RLCA

MOVR2,A

MOVA,R3

RLCA

MOVR3,A

MOVA,R4

ADDCA,R4

DAA

MOVR4,A

MOVA,R5

ADDCA,R5

DAA

MOVR5,A

MOVA,R6

ADDCA,R6

DAA

MOVR6,A

DJNZR7,LPO

NOP

END

4．实验步骤

①编辑源程序、建立工程文件、编译连接生成可执行程序

②在R3、R2中输入双字节无符号十六进制整数

③单步执行程序，每次在DAA指令前，检查和记录A内容和PSW中标志位（主要为Cy和AC标志）的状态；在DAA指令后仍检查和记录A内容和标志位的状态。

从而深入了解DAA指令是根据什么调整和如何调整的，这样单步执行循环七次，然后连续执行。

④给R3、R2中输入五组不同参数，改用设断点连续执行程序，自行设计表格记录程序执行后R6、R5和R4中内容

5.思考题

DAA指令只对什么寄存器起作用？

DAA指令安排在程序何处，才能得到正确结果？

三．双字节BCD码到十六进制的转换

1．编制说明：

因为：

（d3d2d1d0）BCD=（d3*10+d2）*100+（d1*10+d0）

所以，di+1*10+di的运算可由子程序BCD2B完成。

2．操作说明：

操作说明同一。

入口：

将BCD装入R5（千位、百位）、R4（十位、个位）。

出口：

R5、R4（为四位无符号十六进制整数）。

3．程序清单

NAMEBCD3

CSEGAT0000H

LJMPBCD3

CSEGAT4100H

BCD3:

MOVA,R5

MOVR2,A

ACALLBCD2B

MOVB,#64H

MULAB

MOVR6,A

XCHA,B

MOVR5,A

MOVA,R4

MOVR2,A

ACALLBCD2B

ADDA,R6

MOVR4,A

MOVA,R5

ADDCA,#00H

MOVR5,A

NOP

RET

BCD2B:

MOVA,R2

ANLA,#0F0H

SWAPA

MOVB,#0AH

MULAB

MOVR3,A

MOVA,R2

ANLA,#0FH

ADDA,R3

MOVR2,A

RET

END

4．实验步骤

①编辑源程序、建立工程文件、编译连接生成可执行程序

②在R5、R4中输入BCD码

③断点设在第一个ACALLBCD2B，检查和记录在ACALLBCD2B指令执行前后，堆栈指针SP、堆栈中内容及程序计数器PC中内容。

④断点设在第二个ACALLBCD2B，检查和记录在ACALLBCD2B指令执行前后，堆栈指针SP、堆栈中内容及程序计数器PC中内容。

⑤给R5、R4中输入五组不同参数，改用设断点连续执行程序，自行设计表格记录程序执行后R5和R4中内容

5．思考题

SP表示什么，有几位，作用是什么？

本实验系统复位后SP中内容是什么？

实验二双字节有符号数加、减法

一、双字节无符号数加法程序

1．实验目的：

进一步熟悉MCS-51的指令系统，掌握汇编语言的程序设计方法。

2．编制说明：

补码表示的数可以直接相加，所以双字节无符号数加、减程序也适用于补码的加、减法。

3．操作说明：

入口：

将（R2、R3）和（R6、R7）分别装入双字节无符号数，然后相加。

出口：

相加结果送入R4、R5。

4．程序清单：

NAMENADD

CSEGAT0000H

LJMPNADD

CSEGAT4100H

NADD:

MOVA,R3

ADDA,R7

MOVR5,A

MOVA,R2

ADDCA,R6

MOVR4,A

NOP

RET

END

5．实验步骤

①编辑源程序、建立工程文件、编译连接生成可执行程序

②在（R2、R3）和（R6、R7）中装入双字节无符号数

③单步执行程序，记录每条指令执行后有关寄存器和PSW中内容

④给（R2、R3）和（R6、R7）中输入五组不同参数，改用设断点连续执行程序，自行设计表格记录程序执行后A、PSW、R4和R5中内容

6．思考题

ADD、ADDC指令有什么异同？

是否能将这两条指令的位置交换？

二、双字节无符号数减法程序

1．操作说明：

入口：

将（R2、R3）和（R6、R7）分别装入双字节无符号数，然后相减。

出口：

相加结果送入R4、R5。

2．程序清单：

NAMENSUB1

CSEGAT0000H

LJMPNSUB1

CSEGAT4200H

NSUB1:

MOVA,R3

CLRC

SUBBA,R7

MOVR5,A

MOVA,R2

SUBBA,R6

MOVR4,A

NOP

RET

END

3．实验步骤

同双字节无符号数加法程序

4．思考题

为什么第一条SUBB指令前加CLRC指令？

而第二条SUBB指令前不加CLRC指令？

三、双字节原码有符号数加、减程序

1．编制说明：

对于原码表示的数，不能直接执行加、减运算，必须先按操作数的符号决定运算种类，然后再对数值部分执行操作。

2．操作说明：

入口：

将（R2、R3）和（R6、R7）分别装入双字节原码表示的数，最高位为符号位，然后求（R2、R3）±（R6、R7），其中DADD为原码加法子程序入口，NAS为原码减法子程序入口。

出口：

相加减的结果送入R4、R5，Cy=1发生溢出，Cy=0为正常。

3．程序清单：

NAMENAS

CSEGAT0000H

LJMPNAS

CSEGAT4300H

NAS:

MOVA,R6

CPLACC.7

MOVR6,A

DADD:

MOVA,R2

MOVC,ACC.7

MOVF0,C

XRLA,R6

MOVC,ACC.7

MOVA,R2

CLRACC.7

MOVR2,A

MOVA,R6

CLRACC.7

MOVR6,A

JCDAB2

ACALLNADD

MOVA,R4

JBACC.7,DABE

DAB1:

MOVC,F0

MOVACC.7,C

MOVR4,A

NOP

RET

DABE:

SETBC

RET

DAB2:

ACALLNSUB1

MOVA,R4

JNBACC.7,DAB1

ACALLCMPT

CPLF0

SJMPDAB1

CSEGAT4400H

CMPT:

MOVA,R5

CPLA

ADDA,#1

MOVR5,A

MOVA,R4

CPLA

ADDCA,#0

MOVR4,A

RET

END

4．实验步骤

①编辑源程序、建立工程文件、编译连接生成可执行程序

应注意双字节原码有符号数加、减程序中调用了三个程序：

NADD无符号数加法程序、NSUB1无符号数减法程序、CMPT带符号数求补程序。

由源程序生成可执行程序由两种方法：

一种方法：

首先将NADD、NSUB1、CMPT分别进行编辑、编译连接生成三个可执行程序；然后将原码有符号数加、减程序中ACALLNADD,ACALLNSUB1,ACALLCMPT三条指令中的符号地址NADD、NSUB1、CMPT用相应程序的直接地址代替即NADD用4100H、NSUB1用4200H、CMPT用4400H代替；最后将原码有符号数加、减程序进行编辑、编译连接生成可执行程序。

另一种方法：

将NADD程序、NSUB1程序、CMPT程序和原码有符号数加、减程序在一个源程序进行编辑、编译连接生成一个可执行程序，此时原码有符号数加、减程序中ACALLNADD,ACALLNSUB1,ACALLCMPT三条指令如程序给出，不用改变。

注意：

在执行减法运算时，原码有符号数加、减程序如程序清单所给，在执行加法运算时，将程序清单中LJMPNAS指令更正为LJMPDADD。

②在（R2、R3）和（R6、R7）中装入双字节无符号数

③在执行加法运算时，断点设在两条RET指令处，全速断点运行程序，记录程序执行后R4、R5中内容；在执行减法运算时，断点设在第一条RET指令处，全速断点运行程序，记录程序执行后R4、R5中内容。

注：

给（R2、R3）和（R6、R7）中输入五组不同参数，全速断点运行程序，自行设计表格记录程序执行后R4和R5中内容。

5．思考题：

①在程序中，哪些指令是位操作指令？

请总结位操作指令的功能？

②试画出此程序框图。

实验三双字节有符号数乘、除法

一、双字节无符号数乘法程序

1．实验目的：

进一步熟悉在多字节情况下，如何运用乘、除法指令。

2．编制说明：

MCS-51乘法指令实现两个八位无符号数直接相乘，因此双字节相乘需分解为四次单字节相乘，才可利用乘法指令。

3．操作说明：

入口：

将（R5、R4）装入双字节无符号数作为被乘数，

将（R3、R2）装入双字节无符号数作为乘数。

出口：

乘积送入以R1（积的低位字节地址指针）为地址指针的四个单元中。

4．程序清单：

NAMEDUMUL

CSEGAT0000H

LJMPSTART

CSEGAT4130H

START:

MOVA,R1

MOVR6,A

MOVR7,#04

CLEAR:

MOV@R1,#00H

INCR1

DJNZR7,CLEAR

MOVA,R6

MOVR1,A

MM:

MOVA,R2

MOVB,R4

MULAB

ACALLADDM

DECR1

MOVA,R2

MOVB,R5

MULAB

ACALLADDM

MOVA,R3

MOVB,R4

MULAB

ACALLADDM

MOVA,R3

MOVB,R5

MULAB

ACALLADDM

MOVA,R6

MOVR1,A

NOP

RET

ADDM:

ADDA,@R1

MOV@R1,A

MOVA,B

INCR1

ADDCA,@R1

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,@R1

ADDCA,#00H

MOV@R1,A

DECR1

RET

END

二、双字节原码有符号数乘法程序

1．编制说明：

对原码表示的带符号的二进制数乘法，只需在乘法之前，先按正正得正，负负得正，正负得负的原则，得出积的符号，然后清零符号位，执行无符号乘法，最后送积的符号。

2．操作说明：

操作说明同双字节无符号数乘法程序。

入口：

将（R5、R4）装入双字节原码有符号数作为被乘数，

将（R3、R2）装入双字节原码有符号数作为乘数。

出口：

乘积送入R4、R5、R6、R7，操作数的符号位在最高位。

3．程序清单：

NAMEIMUL

CSEGAT0000H

LJMPIMUL

CSEGAT4100H

IMUL:

MOVA,R5

XRLA,R3

MOVC,ACC.7

MOVF0,C

MOVA,R5

CLRACC.7

MOVR5,A

MOVA,R3

CLRACC.7

MOVR3,A

ACALL4130H

MOVA,@R1

MOVR7,A

INCR1

MOVA,@R1

MOVR6,A

INCR1

MOVA,@R1

MOVR5,A

INCR1

MOVA,@R1

MOVR4,A

MOVC,F0

MOVACC.7,C

MOVR4,A

RET

END

三、无符号二进制除法程序

1．编制说明：

MCS-51的除法指令只实现两个八位无符号数直接相除，因此采用移位除方法。

先把被除数高位和除数进行比较，如果被除数高位大于除数，则商1，并从被除数减去除数，形成一个部分余数；如果被除数高位小于除数，则商0，不执行减法。

接着把部分余数左移一位，并与除数再次比较，如此循环直至被除数的所有位都处理完为止。

一般情况下，如果除数和商都为双字节，则被除数为四个字节，如果被除数的高两个字节大于或等于除数，则商不能用双字节表示，即商至少为三字节。

所以在除法之前先检验是否发生溢出，如果溢出则置溢出标志不执行除法。

2．操作说明：

操作说明同双字节无符号数乘法程序。

入口：

将R2、R3、R4、R5装入四字节无符号数作为被除数，

将R6、R7装入两字节无符号数作为除数。

出口：

结果商送R4、R5，余数送R2、R3。

3．程序清单：

NAMENDIV1

CSEGAT0000H

LJMPNDIV1

CSETAT4100H

NDIV1:

MOVA,R3

CLRC

SUBBA,R7

MOVA,R2

SUBBA,R6

JNCNDVE1

MOVB,#16

NDVL1:

CLRC

MOVA,R5

RLCA

MOVR5,A

MOVA,R4

RLCA

MOVR4,A

MOVA,R3

RLCA

MOVR3,A

XCHA,R2

RLCA

XCHA,R2

MOVF0,C

CLRC

SUBBA,R7

MOVR1,A

MOVA,R2

SUBBA,R6

JBF0,NDVM1

JCNDVD1

NDVM1:

MOVR2,A

MOVA,R1

MOVR3,A

INCR5

NDVD1:

DJNZB,NDVL1

CLRF0

LOOP:

NOP

RET

NDVE1:

SETBOF

JMPLOOP

END

实验四P1口实验

一、实验题目

P1口作为输入、输出口。

P1.0、P1.1接K1、K2；P1.2、P1.3接发光二极管LI1、LI2；P1.4、P1.5接LI5、LI6。

K1作为左转弯开关，K2作为右转弯开关。

LI1、LI2作为左转弯灯，LI5、LI6作为右转弯灯。

要求编制程序实现如下功能，向上打K1时左转弯灯以一定频率闪烁，打K2时右转弯灯以一定频率闪烁，K1、K2同时向上或向下，发光二极管灭。

二、实验目的

1）学习P1口既作为输入，又作为输出的使用办法。

2）学习数据输入、输出程序的设计方法。

三、有关说明

P1口作为准双向口，P1的每一位都能独立的定义为输入线或输出线，作为输入的口线，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。

8031中所有口锁存器在复位时均置位“1”，如果后来在口锁存器写入过“0”，在需要时应写入一个“1”使它成为一个输入。

再来看一下延时程序的实现。

现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一是用指令循环来实现。

在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。

本实验系统晶振为6MHz,则一个机器周期为12÷6US即1÷0.5US。

现要写一个延时0.1s的程序，可大致写出如下：

MOVR7,#200

（1）

DE1:

MOVR6,#X

（2）

DE2:

DJNZR6,DE2（3）

DJNZR7,DE1（4）

上面MOV、DJNZ指令均需两个机器周期，所以每执行一条指令需1÷0.25US。

现求X值

（X×1÷0.25+1÷0.25+1÷0.25）×200+1÷0.25=0.1×106

指令（3）

（2）（4）

（1）

所需时间需时间需时间需时间

求出X=123。

代入上式可知实际延时约0.100004s，很精确了。

四、实验电路

GND

五、连线方法

见实验题目部分。

六、程序流程图

七、实验步骤

连接实验线路，编写程序并将其生成可执行程序，程序连续运行，拨动开关K1、K2，观察发光二极管状态的变化。

若有错误应改用单步或断点分段调试程序，排除软件错误，直至达到本实验的要求为止。

八、思考题

1．若延时时间为1s，延时程序怎样修改？

2．按要求编好程序并调试成功后，可将P1口锁存器置“0”，此时将P1做输入口，会有什么结果？

实验五定时器实验

一、实验题目

8031内部定时器1、按方式1工作，即作为16位定时器使用，每0.1秒T1溢出中断一次。

P1口的P1.0—P1.7分别接八个发光二极管。

要求编写程序模拟一时序控制装置。

开机后第一秒钟LI1、LI3亮，第二秒钟LI2、LI4亮，第三秒钟LI5、LI7亮，第四秒钟LI6、LI8亮，第五秒钟LI1、LI3、LI5、LI7亮，第六秒钟LI2、LI4、LI6、LI8亮，第七秒钟八个发光二极管全亮，第八秒钟全灭，以后从头开始，LI1、LI3亮，然后LI2、LI4亮，．．．．．．一直循环下去。

二、实验目的

1）学习8031内部计数器的使用和编程方法。

2）进一步掌握中断处理程序的编程方法。

三、有关说明

1．定时常数的确定

定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡器频率的1/12。

本实验中时钟频率位6MHz,现要采用中断方法来实现1秒延时，要在定时器1中设置一个时间常数，使其每隔0.1秒产生一次中断，CPU响应中断后将R0中计数值减一，令（R0）=0AH,即可实现1秒延时。

时间常数可按下法确定：

机器周期=12÷6×106=2×10-6s

需设初值为Χ，（216-Χ）×2×10-6=0.1

（216-Χ）=50000Χ=65536-50000=15536

化为十六进制数：

Χ=3CB0H,故初始值为TH1=3CH,TL1=0B0H

2．初始化程序

包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确的设置，并将时间常数送入定时器中。

由于只有定时器中断，IP便不必设置。

注意一点：

定时器1初始化时建议用下述指令：

ANLTMOD,#0FH

ORLTMOD,#10H

而不要用如下指令：

MOVTMOD,#10H

否则定时器0被屏蔽，可能会影响串行口波特率，使程序不能执行。

3．设计中断服务程序和主程序

中断服务程序除了完成计数减一工作外，还要将时间常数送入定时器中，为下一次中断做准备。

主程序则用来控制发光二极管按要求顺序亮灭。

四、

实验电路

五、连线方法

将P1.0—P1.7分别接发光二极管LI1—LI8

六、程序流程图

主程序：

中断服务程序：

七、实验步骤

1．连接实验线路。

2．编写程序并将其生成可执行程序。

3．断点设在中断服务程序入口，程序运行到中断入口，应进入中断服务程序，否则应检查T1初始化程序正确与否。

4．程序连续运行，观察发光二极管状态的变化。

若有错误应改用单步或断点分段调试程序，排除软件错误，直至达到本实验的要求为止。